(57)【要約】【課題】高精度の取り付けを必要とする部品を用いずに、直接的にロータマグネットの位置を検出して、正確な磁極位置検出を可能にする。【解決手段】ケーシング２側に固定されたステータ３の内周に、ロータマグネット６を外周側に有するロータ５が回転可能に設けられた電動モータ１において、ケーシング２の軸方向一端側の外部に回路基板１２が配置され、この回路基板１２に、ケーシング２の軸方向一端側の端壁もしくは蓋体９を貫通してケーシング２内部に挿入される絶縁性のホルダ１３を介して、ロータマグネット６の位置を検出するための磁極位置センサ１４がロータマグネット６の回転軌跡の近傍に臨むよう設けられている。【選択図】図１
2010124519.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシング側に固定されたステータと、このステータの内周に回転可能に設けられ外周側にロータマグネットを有するロータと、上記ロータマグネットの位置を検出するための磁極位置センサとを備えた電動モータにおいて、
上記ケーシングの軸方向一端側の外部に回路基板が配置され、この回路基板に、上記ケーシングの軸方向一端側の端壁もしくは蓋体を貫通して上記ケーシング内部に挿入される絶縁性のホルダを介して、上記磁極位置センサが上記ロータマグネットの回転軌跡の近傍に臨むよう設けられている、ことを特徴とする電動モータ。
【請求項２】
請求項１に記載の電動モータにおいて、
上記回路基板には、上記磁極位置センサのセンサ信号を入力して、電動モータの回転を制御する制御回路の全部、もしくはそのセンサ信号入力側の回路部分が設けられている、ことを特徴とする電動モータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動モータに係り、詳しくは、ロータに設けられているマグネットの位置を磁極位置センサにより検出する部分の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
ブラシレスＤＣモータは、ケーシングに固定されたステータの内周に、マグネット（ロータマグネット）を有するロータを回転可能に設けたもので、ロータマグネットの位置を、ホールセンサのような磁極位置センサにより検出して、このセンサ信号に基づいてステータの各磁極の巻線の励磁を切り換えて、電動モータの回転を制御するようになっている。
【０００３】
従来、この種の電動モータでは、回転軸においてロータとは軸方向に離間した位置に、ロータマグネットに対応する位置検出用の磁石板を設けて、この位置検出用磁石板の磁極の位置を磁極位置センサで検出することで、ロータマグネットの位置を間接的に検出するようにしている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
例えば、電動油圧パワーステアリングに備える電動油圧ユニットでは、図３に示すような磁極位置検出構造が採用されている。
【０００５】
すなわち、図３において、電動モータ２１はブラシレスＤＣモータであって、ケーシング２２と、ステータ２３と、回転軸２４と、ロータ２５と、ロータマグネット２６とを備えている。
【０００６】
回転軸２４には、ケーシング２２の外側で、上記ロータ２５とは軸方向に離間した位置に、ロータマグネット２６と対応する磁極を有する磁石板２７が取り付けられている。そして、磁石板２７の対向するよう、回路基板２８にホールセンサ２９が取り付けられている。ホールセンサ２９が磁石板２７の磁極を検出することで、間接的にロータマグネット２６の位置が検出される。
【０００７】
これとは別に、電動モータ１のケーシング２２内にホールセンサを配置して、ロータマグネット２６の位置を直接検出するようにしたものもある。
【特許文献１】特開２０００−２４５１１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記のように、位置検出用の磁石板を介して間接的にロータマグネットの位置を検出するようにしたものでは、位置検出用磁石板という別の部品が必要となるばかりか、ロータマグネットに正確に対応するよう位置検出用磁石板を高精度に取り付ける必要があり、ロータマグネットと位置検出用磁石板との間にずれがあると、正確にモータの制御ができなくなる。
【０００９】
また、電動モータのケーシング内に磁極位置センサを設けて、ロータマグネットの位置を直接検出するようにしたものでは、ロータマグネットの位置を正確に検出しうるものの、磁極位置センサから、そのセンサ信号を入力する回路まで長くハーネスを引き回したりコネクタを設けなければならないという問題がある。
【００１０】
本発明は、高精度の取り付けを必要とする部品を用いずに、直接的にロータマグネットの位置を検出して、正確な磁極位置検出を可能にすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、ケーシング側に固定されたステータと、このステータの内周に回転可能に設けられ外周側にロータマグネットを有するロータと、上記ロータマグネットの位置を検出するための磁極位置センサとを備えた電動モータにおいて、上記ケーシングの軸方向一端側の外部に回路基板が配置され、この回路基板に、上記ケーシングの軸方向一端側の端壁もしくは蓋体を貫通して上記ケーシング内部に挿入される絶縁性のホルダを介して、上記磁極位置センサが上記ロータマグネットの回転軌跡の近傍に臨むよう設けられていることを特徴とする。
【００１２】
上記構成における回路基板には、磁極位置センサのセンサ信号を入力して、モータの回転を制御する制御回路の全部、もしくはそのセンサ信号入力側の回路部分が設けられていることが望ましい。
【００１３】
上記構成によれば、ロータマグネットの位置が、該ロータマグネットの回転軌跡の近傍に位置する磁極位置センサにより直接検出されるので、正確な位置検出が可能であり、これにより正確なモータ制御を行うことができる。
【００１４】
この場合、従来用いられているような位置検出用の磁石板が不要であるから、部品点数の削減によりコストの低減を図ることができる。
【００１５】
また、磁極位置センサは、ホルダを介して回路基板に取り付けられるので、磁極位置センサのセンサ信号を、回路基板上に構成されている回路に入力することができ、信号線を長く引き回す必要がなく、ハーネスやコネクタが不要である。
【００１６】
上記構成において、ホルダは例えば樹脂により柱状に形成される。このホルダは、接着剤により回路基板に固定してもよいし、ホルダの基端側に端子のような金属部材を設けてこの金属部材を回路基板上の導体に半田付けすることで、回路基板に固定してもよく、回路基板への固定手段は特に問わない。磁極位置センサはホルダに保持されるが、磁極位置センサの端子を回路基板上の回路に接続するための導体は、ホルダの内部に埋設してもよいし、ホルダの外面部に設けてもよい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、高精度の取り付けを必要とする別部品を用いることなく、磁極位置センサによりロータマグネットの位置を直接検出することができ、正確なモータ制御が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の最良の実施の形態を、図１および図２を参照して説明する。この実施の形態は、電動油圧パワーステアリング装置において電動油圧ユニットを構成する電動モータ（ブラシレスＤＣモータ）に本発明を適用したものであり、図１は、本実施の形態に係る電動モータの縦断側面図、図２は、図１の（２）−（２）の断面位置におけるロータに対する磁極位置センサの配置図である。
【００１９】
図１において、符号１は電動モータであり、電動油圧ユニットでは、この電動モータ１の出力側（図１では上方側）に、図示しない油圧ポンプが対面状に設けられる。電動モータ１は、インナーロータ形のブラシレスＤＣモータであり、ケーシング２と、ステータ３と、回転軸４と、ロータ５と、ロータマグネット６とを備えている。
【００２０】
ステータ３は、ケーシング２の内部に固定して設けられており、環状部３ａと、内向きに突出する複数の磁極３ｂとを有し、各磁極３ｂには巻線３ｃが設けられている。ロータ５は、ステータ３の内周に回転軸４により回転自在に設けられており、外周部に複数のマグネット（ロータマグネット）６が取り付けられている（円筒状のマグネットが取り付けられる場合もある）。回転軸４は、ケーシング１底部の軸受７と、回転軸４の軸方向中途部に設けた軸受８とで支持されている。
【００２１】
ケーシング２は、軸方向一端側が開放されたもので、その開放部は蓋体９で遮蔽されるようになっている。また、ケーシング２の軸方向一端側には、径方向一方側に広がる浅い箱状のハウジング半体２ａが一体に形成されており、このハウジング半体２ａは、油圧ポンプ側に形成されるハウジング半体（仮想線で示す）１０ａと合わさって制御部ハウジング１１を形成するようになっている。制御部ハウジング１１内には、電動モータ１の回転を制御する制御回路の回路基板１２が配設されている。回路基板１２は、蓋体９の外側において回転軸４と直交する姿勢で、電動モータ１側のハウジング半体２ａ、もしくは油圧ポンプ側のハウジング半体１０ａに取り付けられている。
【００２２】
上記回路基板１２の電動モータ１側の面には、軸方向に突出するホルダ１３が設けられていて、その先端には磁極位置センサとして複数（図示例では３個）のホールセンサ１４，１４，１４が保持されている。ホルダ１３は、樹脂により周方向に広幅の柱状に形成されたもので、蓋体９に形成されている透孔９ａからケーシング２内部のロータグネット６に臨む所定位置に挿入されている。ホルダ１３の先端では、３個のホールセンサ１４，…が互いに周方向に分散した位置に保持されている。
【００２３】
上記のように、ホルダ１３がケーシング２内部の所定位置に挿入されることで、ホルダ１３の先端部およびこの先端部に保持されたホールセンサ１４，…は、ステータ３の周方向に隣り合う磁極３ｂ，３ｂの間の隙間内であって、図２に示すように、ローラマグネット６の回転軌跡の近傍に位置している。
【００２４】
ホルダ１３は接着剤により回路基板１２に取り付けてもよいし、あるいは、ホルダ１３の基端側にホールセンサ１４の各端子に導通する端子部を設けておいて、この端子部を回路基板１２の導体に半田付けすることで、回路基板１２に取り付けてもよく、また、回路基板１２に嵌合部を形成しておいて、この嵌合部にホルダ１３の基端部を嵌挿することで、回路基板１２に取り付けてもよい。また、ホールセンサ１４の端子を回路基板１２上の回路に接続するには、端子もしくは端子に接続された導体を、ホルダ１３の内部に埋設してホルダ１３の基端側に導出してもよいし、ホルダ１３の外面部に沿ってホルダ１３の基端側まで設けてもよい。
【００２５】
上記構成により、各ホールセンサ１４は、ケーシング２内でロータマグネット６の回転軌跡の近傍に臨み、ロータマグネット６の位置を直接検出しうる。各ホールセンサ１４のセンサ信号は、回路基板１２上に構成された制御回路に入力する。
【００２６】
これにより、制御回路は、ロータマグネット６の位置に応じてステータ３の各巻線３ｃの励磁を切り換えることができ、電動モータ１は、所期通りに回転が制御される。
【００２７】
上記の場合、ロータマグネット６の位置は、従来のように検出用磁石を介さずに、ホールセンサ１４により直接検出されるから、検出が正確であり、検出用磁石が不要であるので、必要とする部品の点数が減少する。
【００２８】
また、ホールセンサ１４は、これを保持するホルダ１３で回路基板１２に設けられるので、信号線を長く引き回したりコネクタを設ける必要がなく、組み立てが容易で、しかも断線等のおそれがない。
【００２９】
上記実施の形態では、ホールセンサ１４のセンサ信号により電動モータ１の回転を制御する制御回路の全部が、回路基板１２上に構成されているとしたが、回路基板１２には、必ずしも制御回路の全部が設けられている必要はなく、ホールセンサ１４のセンサ信号を入力する回路部分が設けられていればよい。
【００３０】
また、上記の実施の形態では、ステータ３の磁極３ｂ，３ｂ間の周方向間隔が広いことを利用して、磁極３ｂ，３ｂの周方向間隔内にホルダ１３の先端部およびホールセンサ１４を位置させたが、ステータ３の磁極３ｂ，３ｂ間の周方向間隔が狭い場合は、ステータ３の磁極３ｂの軸方向外側で、ロータマグネット６に近接する位置に、ホルダ１３の先端部およびホールセンサ１４を臨ませればよい。
【００３１】
本発明は、上記実施の形態のような、電動油圧パワーステアリング装置に用いられるインナーロータ形のブラシレスＤＣモータに限らず、電動油圧パワーステアリング装置以外の装置に用いられる電動モータであって、ホールセンサもしくはその他の磁極位置センサを備える電動モータにも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の最良の形態に係る電動モータの縦断側面図。
【図２】図１の（２）−（２）の断面位置におけるロータに対する磁極位置センサの配置図。
【図３】従来例に係る電動モータの縦断側面図。
【符号の説明】
【００３３】
１      電動モータ
２      ケーシング
３      ステータ
４      回転軸
５      ロータ
６      ロータマグネット
９      蓋体
９ａ    透孔
１２      回路基板
１３      ホルダ
１４      ホールセンサ（磁極位置センサ）
【図１】
2010124519.tif 000003
【図２】
2010124519.tif 000004
【図３】
2010124519.tif 000005